Связи в системе и их классификация

Взаимодействие элементов системы между собой и с элементами других систем обеспечивается наличием связей между ними (см. рис.1.1). Связи в системе – это то, что объединяет элементы системы в одно целое.

Связи между элементами могут быть жесткими (таковы они обычно в технике, например, карданный вал в автомобиле) и гибкими - изменяющимися в процессе функционирования системы (такие связи присущи живым существам, экономическим и общественным системам). Кроме этого выделяют главные и второстепенные, а так же внутренние и внешние связи. Главные связи обеспечивают нормальное функционирование системы, и их разрушение приводит к выходу системы из стоя. Второстепенные связи могут в той или иной степени влиять на работу системы, однако их утрата в целом не приводит к заметному изменению свойств и функций системы.

Связи между элементами устанавливаются: в технических системах - при проектировании; в экономических системах - обществом; в живых организмах - естественным путем (природой).

Изучая и формируя связи между элементами различных систем, в кибернетике пользуются понятиями "вход" и "выход" элементов. На входе элемент получает воздействие со стороны других элементов и внешней среды, а на выходе вырабатывает, в свою очередь, воздействия на связанные с ним элементы и внешнюю среду. С этих позиций под связью понимается такое отношение между элементами (системами), при котором выход элемента (системы) одновременно является входом какого-либо другого элемента (системы). Связь может быть прямой (последовательной или параллельной), обратной (положительной или отрицательной) или комбинированной (рис. 1.2).

а - последовательная; б - параллельная; в - обратная; г - комбинированная

Необходимо так же отметить, что связи могут быть материальными, энергетическими и информационными.

Полное представление о порядке внутренних пространственно-временных связей между отдельными элементами системы и их взаимодействие с внешней средой дает структура системы – одна из важнейших ее характеристик, во многом определяющая эффективность ее функционирования.

Все существующие в природе системы, исходя из их определения, можно по происхождению разделить на два основных вида:

К естественным системам относятся системы, созданные природой: неорганические и биологические.

Искусственные системы - продукт человеческой деятельности.

Из множества искусственных систем в соответствии с целями и задачами настоящего курса выделим два класса систем: технические и общественные.

К техническим системам будем относить машины, механизмы, приборы, устройства, орудия той или иной отрасли производства.

Под общественными системами будем понимать социальные, экономические, организационные, административные и т.п. системы.

Совокупность технических систем и общественных систем будем относить к разряду социо-технических систем (гибридные человеко-машинные системы).

Цели в естественных системах задаются природой, в искусственных - людьми.

Существует и другое деление систем. Все системы условно можно разделить на материальные и идеальные (абстрактные).

Материальные системы представляют собой множество элементов реального мира, существующих объективно, независимо от человека. Сюда можно отнести всевозможные технические, экономические и организационные системы.

Абстрактные системы являются продуктом человеческого мышления. Они представляют собой множество элементов, выделяемых человеком-исследователем с целью решения определенных задач. К таким системам можно отнести: систему знаний, теории, систему гипотез, различные математические модели и др.

В процессе своего функционирования системы изменяются во времени, поэтому всякая реальная система является динамической.

Системы характеризуются как простые, большие и сложные.

Простаясистема содержит небольшое количество элементов и связей между ними. Такая система легко поддается исследованию, так как множество ее возможных состояний невелико.

Большаясистема содержит такое количество элементов и связей между ними, которое превосходит возможности ее исследования в полном объеме. Однако структура таких систем однородна.

Сложнаясистема характеризуется множеством различных неоднородных структур и множеством различных связей этих структур. В силу этого число ее возможных состояний велико, а исследования таких систем, их описание вызывает определенные трудности.

Понятие "большая" характеризует систему как бы с количественной стороны, а "сложная" - больше с качественной чем с количественной. В процессе исследования большие и сложные системы могут делиться на подсистемы.

Сложные системы принято классифицировать по степени их взаимодействия с внешней средой. Системы, имеющие только внутренние связи, называются закрытыми (замкнутыми). Эти системы испытывают влияние внешней среды, но обратного влияния на нее не оказывают. При наличии внешних связей системы считаются - открытыми (незамкнутыми или разомкнутыми). Открытые системы обмениваются с внешней средой веществом энергией и информацией.

Системы, которые не испытывают влияние внешней среды и не оказывают на нее обратного влияния считаются изолированными.

По реакции на воздействие внешней среды системы бывают адаптивные и неадаптивные. К адаптивным системам относятся системы, умеющие приспосабливаться к реальным условиям (условиям внешней среды). Если система не может приспособится к изменяющимся условиям, то они относятся к разряду неадаптивных.

По характеру функционирования системы делят на: детерминированные и стохастические. Детерминированная (от латинского слова determino - определяю) - система с полной предсказуемостью результатов того или иного действия. Например, поворот рукоятки нажатие кнопки.

Вероятностная система - такая система для которой принципиально невозможно получить в каждый данный момент времени абсолютно точные сведения о всех процессах, которые в этот момент происходят, а тем более во всех деталях предвидеть будущее. (В противоположность тому, что мы видим при нажатии кнопки, повороте рукоятки механизма и др.). Вероятностные системы очень часто называют стохастическими (от латинского слова stochastikos - умеющий угадывать).

Для обеспечения эффективного и целенаправленного функционирования любой сложной системы при изменяющихся условиях ее взаимодействия с внешней средой, необходимо управлять ее поведением, т.е. необходимо управление системой.

Управление - это целенаправленное воздействие на систему для ее бесперебойного функционирования и развития.

Управление системой - воздействие на систему для обеспечения ее целенаправленного поведения при изменяющихся внешних условиях.

Управление предполагает наличие объекта управления и аппарата управления. Структура их взаимодействия представлена на рис. 2.1.

X - входящий материальный поток; Y - выходящий материальный поток;

→ информационные связи; 1,2,4 – информация о входе, выходе и общем состоянии объекта управления соответственно; 3 - управляющее воздействие аппарата управления на объект управления; 5,6 - воздействие внешней среды на аппарат управления и соответственно его реакция на это воздействие

Объект управления (предприятие, технологический процесс и т.д.) проводит те или иные действия для реализации поставленной перед ним цели. Например, преобразует сырье, материалы, комплектующие изделия и т.д. (входящий материальный поток) в готовую продукцию (выходящий материальный поток).

Аппарат управления выполняет совокупность операций по обеспечению нормальной работы элементов объекта управления в соответствии с избранной целью.

Функционирование аппарата управления осуществляется на базе информационных потоков, которые отражают как внутреннее состояние объекта управления, так и состояние его входов и выходов.

Во всех системах, кроме биологических, цель ее функционирования задается извне. В технических системах цели формируются их создателями, а в экономических ставятся обществом.

Функционирование любой системы управления с технологической точки зрения представляет собой получение, передачу и обработку информации.

Следует особенно подчеркнуть, что различаясь по своим целям, задачам и содержанию управление в любых системах одинаково по форме: оно всегда является информационным процессом, процессом преобразования информации.

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: